冬季施工措施(暖棚法)

1南水北调天津干线工程廊坊市段TJ4-3标段徐街拆迁段箱涵冬季施工措施批准:审核:校核:编写:中水五局南水北调天津干线TJ4-3项目部二○一二年十一月21工程概述南水北调天津干线廊坊市段TJ4-3标自开工以来，在业主、监理及地方各级人民政府的大量支持下，施工进展较为顺利。随着工程施工的深入，徐街拆迁段箱涵一直因拆迁问题影响工程施工。本标徐街西侧箱涵（XW103+042）于2011年8月21日施工完成而无法继续向东施工，徐街东侧箱涵（XW103+480）于2011年11月25日施工完成而无法继续向西进行施工。随着房屋拆迁协调工作的不断深入，徐街西边作业面于2012年7月14日进行土方开挖，徐街东边作业面于2012年8月26日进行土方开挖。在施工过程中，当地老乡又因宅基地及房屋赔偿问题为由，多次对我部施工进行阻挠。在相关单位的大力协调下，徐街东侧作业面于2012年8月10日恢复正常施工，徐街西侧作业面于2012年10于05日恢复正常施工，土方开挖于2012年10月14日开挖完成。结合目前工程实际施工情况，徐街箱涵的施工因房屋拆迁滞后及老乡阻工等外界因素影响，导致施工进展缓慢。为顺利完成合同工期及劳动竞赛任务目标，徐街箱涵混凝土施工预计将持续至十二月份。由于北方冬季天气寒冷，为确保箱涵施工质量，我部后期拟采用暖棚施工法进行混凝土施工。2编制依据1、南水北调中线一期工程天津干线廊坊市段TJ4-3标招投标文件；2、《南水北调中线一期工程系列专用技术标准》；3、《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2001）；4、《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104－97）；5、《水利水电工程施工通用安全技术规程》（SL398-2007）；6、《水利水电施工组织设计手册》；7、《建筑施工手册》；8、《南水北调工程验收工作导则》NSBD10-2007。3主要工程量徐街拆迁段箱涵工程主要工程量见表3-1。3表3-1主要工程量表序号工程项目单位工程量备注1箱涵1.1结构混凝土1.1.1C30结构混凝土m³51601.1.2钢筋t438.61.1.3止水带m5881.1.4闭孔泡沫塑料板m23421.1.5双组分聚硫胶kg8522土方2.1土方回填m³740004低温对施工的影响低温季节施工会对土方开挖、填筑、混凝土施工等带来一定影响。在低温情况下，混凝土水化反应减慢，强度增长缓慢；过低的温度还将导致路面结冰，车辆、设备无法正常运行；采用冻土回填，其压实度得不到保证。5低温季节施工准备低温季节施工前进行以下低温季节施工相关设施及保温材料准备：1、生活区供暖设备及混凝土拌和用水管道保温材料；2、施工现场用水管路保温材料；3、施工机械防滑设备；4、混凝土测温装置；5、混凝土搅拌车保温被；6、混凝土低温季节养护保温材料；7、低温季节施工人员保温用品；提前做好低温季节施工措施、计划安排，并进行必要的施工技术交底。6低温季节施工措施6.1土方回填41、低温施工的回填土方必须在冻结前处理完毕，处理方法除满足土方回填的一般施工规定外，还要清理干净冰雪、疏干积水、坑洼处用与地基同类型的未冻土填平压实。处理好的地基随即覆盖不使冻结。2、填料要求：低温回填用料，选择本工程未受冻的开挖料。3、填筑压实填土厚度：冬季土方施工按横断面全宽分层平铺，分层填筑厚度按正常温度施工的厚度减薄20—25%，并不得铺成斜层，基坑回填土中冻块含量不得超过回填总体积的15％，冻块粒径不大于150mm，铺填时，冻土块应均匀分布，逐层压实。施工中遇大雪或其他原因中途停工时，整平填层及边坡并加覆盖；继续施工前，将搭接面的冰雪清理干净。填筑土方要随挖、随运、随填、随压实，已铺土层未压实前，不得中断施工。保证挖、运、填、压的周转时间小于土的冻结时间。6.2混凝土施工6.2.1施工准备6.2.1.1暖棚搭设。6.2.1.2加高成品料的储备高度，目前料场已设置棚子，防止冰雪。6.2.1.3拌合混凝土之前，采用热水冲洗拌和机，并将积水排除干净。6.2.1.4混凝土运输罐车罐体采用保温被包裹。6.2.1.5适当调整混凝土配合比，采用较小塌落度的混凝土。6.2.1.6混凝土运输罐车在运输混凝土前采用热水冲洗罐体，并将积水排干。6.2.2骨料仓防风棚在进入冬季施工时，为确保冬季混凝土施工质量，我部拟对骨料仓进行围挡，具体围挡方式为，采用钢架管做围挡骨架，纵横钢管间距为1.0m，钢管间采用扣件进行连接，为便于防风帆布的挂设，在围挡骨架立面挂设一层土工格栅，土工格栅外侧挂设两层保温被，保温被外侧铺设一层防风帆布。结合本标1#营地骨料仓实际情况，对骨料仓进行围挡需要架管12t，土工格栅1536m2，双层保温被3072m2，防风帆布1536m2。56.2.3施工现场暖棚搭设暖棚骨架采用φ48钢管搭设双排外架，外架立管间距为1.5m，顶板横杆间距2.0m，纵杆间距1.0m。外架外侧固定50×50cm的方木，便于固定保温帆布。为起到良好的保温效果，双层保温被外侧挂设一层电热毯，电热毯外侧再挂设两层保温被，保温被外侧再挂设一层防风帆布，暖棚搭设见附图。在进行顶部保温设施搭设时，在顶板纵横钢管架上铺设一层土工格栅，土工格栅与架管之间采用铁丝整体固定。在土工格栅上铺设一层保温帆布，在保温帆布上铺设两层保温被，在保温被上铺设一层电热毯，在电热毯上铺设两侧保温被，在保温被上部在铺设一层防风帆布，起到良好的保温效果。为便于泵车的下料，在暖棚顶部铺设保温被时，每2m设置一个下料口，下料口大小约50×50cm。在实际施工时，当下完料需挪动泵管时，应及时将下料口采用保温被及防风帆布进行遮盖，防止棚内热量散失。实际施工时，在箱涵边墙至暖棚及箱涵每孔内放置9个2kw的电炉，混凝土浇筑前2h开始棚内升温，在进行棚内升温，每班安排5人进行棚内升温，每四小时为一班，轮流值班，使棚内温度达到10℃以上。暖棚内耗热量计算如下。暖棚在单位时间内的耗热量按下列公式计算：Q0=Q1+Q2Q1=∑A×K（Tb-Ta）Q2=V×n×Ca×ρa（Tb-Ta）/3.6式中Q0－暖棚总耗热量（W）；Q1－通过围护结构各部位的散热量之和（W）；Q2－由通风换气引起的热损失（W）；A－围护结构的总面积（m2）；K－维护结构的传热系数（W/m2.K），根据查表，本式中K取3.6计算；Tb－棚内气温（℃）；Ta－室外气温（℃）；6V－暖棚体积（m3）；ρa－空气的表观密度，取1.37kg/m3；Ca－空气的比容热，取1kj/kg.k；n－每小时换气次数，一般按二次计算；经计算，通过围护结构各部位的散热量之和为Q1，在进行本工程计算时，Tb=10℃、Ta=-9℃，Q1计算如下：Q1=∑A×K（Tb-Ta）=685×3.6[10-（-9）]=46854(W)经计算，通过围护结构各部位的散热量之和为Q2，在进行本工程计算时，Q2计算如下：Q2=V×n×Ca×ρa（Tb-Ta）/3.6=15.3×7.6×15.2×2×1×1.37×[10-（-9）]/3.6=25559(W)Q0=Q1+Q2=46854+25559=72413(W)经过上述计算，暖棚每小时内的耗热量为72413W，实际施工时采用2kw的电炉进行加热，电炉的热效率考虑为0.8，经计算，现场实际施工时，在箱涵边墙至暖棚及箱涵每孔内放置9个2kw的电炉，每段箱涵内共计放45个电炉每小时所放出的热量即可满足施工要求。6.2.4钢筋工程6.2.3.1钢筋负温焊接钢筋焊接尽量在白天气温较高的情况下进行，如必须在负温下进行时，须采取如下措施：⑴、从事钢筋焊接施工的施工人员必须持有焊工上岗证，方可上岗操作。⑵、负温下钢筋焊接施工，采用闪光对焊及电弧焊（帮条、搭接）。7⑶、焊接钢筋应尽量安排在室内进行，如必须在室外焊接，则环境温度不宜低于-20℃，在风雪天气时，还应有一定的遮蔽措施。焊接未冷却的接头，严禁碰到冰雪。6.2.3.2钢筋闪光对焊⑴、负温闪光对焊，宜采用预热闪光焊或闪光—预热—闪光焊工艺。钢筋端面比较平整时，宜采用预热闪光焊；端面不平整时，宜采用闪光—预热—闪光焊工艺。⑵、与常温焊接相比，应采取相应的措施，如增加调伸长度10%至20%左右，提高预热时的接触压力，增长预热间歇时间。⑶、施焊时选用的参数可根据焊件的钢种、直径，施焊温度和焊工技术水平灵活选用。6.2.3.3电弧焊接⑴、焊接时必须防止产生过热、烧伤、咬肉和裂纹等缺陷，在构造上应防止在接头处产生偏心受力状态。⑵、为防止接头热影响区的温度突然增大，进行帮条，搭接电弧焊，应采用分层控温施焊。帮条焊时帮条与主筋之间用四点定位焊固定。搭接焊时用两点固定，定点焊缝离帮条或搭接端部20mm以上。6.2.5混凝土浇筑6.2.5.1适当调整混凝土配合比，控制混凝土出机口温度在进入冬季前的低温季节，混凝土施工应适当调整其配合比，采用较小的塌落度，适当微调水泥用量，确保混凝土早期强度，避免混凝土受冻。当日平均气温连续5天稳定在5℃以下，或最低气温连续5天稳定在-3℃以下时即进入冬季施工。进入冬季后即采用冬季混凝土施工配合比进行混凝土施工。为防止混凝土受冻，影响其强度的发展，采用由南京瑞迪高新技术公司提供的HLC低碱泵送剂（冬季型）外加剂（推荐掺量4.0%～5.0%）来替代原来使用的HLC低碱泵送剂。这一外加剂的调整旨在降低冰点，防止混凝土早期受冻，使混凝土在恒负温下强8度能够持续增长。在混凝土拌制时，及时调节混凝土的出机口温度，尽量减少波动，保证混凝土出机口温度大于8℃。采用热水拌和混凝土，当拌和用水超过60℃时，应改变加料顺序，先将骨料与水先拌和，再加入水泥，避免出现假凝现象，并适当延长混凝土拌和时间。根据《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2001）和《建筑工程冬季施工规程》（JGJ104-97）要求，本工程混凝土拌和用水水温不得大于80℃。6.2.5.2混凝土拌和①、提高混凝土的出机温度，采用热水拌和(在一般情况下，拌和用水温度每提高5℃,混凝土约升温1℃)，水温一般不宜超过60℃。②、拌和混凝土前，应用热水冲洗拌和机，并将积水或冰水排除，使拌和机体处于正温状态。混凝土拌和时间应比常温季节适当延长，延长时间由试验确定，一般延长20%～25%，投料顺序为，先投放骨料、水搅拌，再加水泥搅拌。③、有关热工基础参数计算若施工天气在11月份气温连续5天稳定在5℃以下，或最低气温连续5天稳定在-3℃以下时即进入冬季施工。此时采用冬季施工措施进行施工，热工计算选择11月份及12月份相关资料。④、出机口温度的计算参考《水利水电工程施工手册》及类似施工经验，结合本工程施工特点：日平均气温在-3.0℃时，出机口温度为8℃试算。混凝土运输过程中的温度损失的估算公式为:Tu=α(To-Ta)t式中Tu－混凝土运输过程中的温度损失，℃；To－混凝土开始运输时的温度，℃；本工程取出机口温度8℃；Ta－外界气温,℃；本工程按-9.0℃；α－容器系数；敞口容器，包括自卸汽车和胶带机(100m以内)运输时为α=0.20；t－运输时间，h。本工程取20min，即0.33h；9本工程Tu=α(To-Ta)t＝0.2×（8+9）×0.33＝1.122℃混凝土在浇筑过程中，从混凝土入仓、平仓振捣到外表面覆盖保温材料过程中的温度损失值可按经验公式估算，估算公式为：TJ=0.l7(Tp-Tc)t式中TJ－混凝土浇筑过程中的温度损失，℃；Tp－混凝土入仓温度，℃；本工程Tp＝To－Tu＝8℃-1.122℃＝6.878℃Tc－外界气温，℃；本工程拟取外界气温-9.0℃t－平仓振捣到表面覆盖时间，h。本工程取20min，即0.33h；TJ=0.l7(Tp-Tc)t＝0.17×（6.878+9.0）×0.33＝0.89℃这样，混凝土从出机口运输入仓、平仓振捣到外表面覆盖保温材料过程中的温度损失值合计为1.122℃+0.89℃＝2.012℃，此时混凝土温度为5.988℃，满足混凝土浇筑温度不低于3℃的设计要求，因此混凝土出机口温度取8.0℃。按12月份上旬平均气温-3.0℃，骨料采取堆高措施后，粗骨料和砂子的温度按-2℃，